Perjuangan Brasil untuk Menyelamatkan Kumbangnya yang Bercahaya

Survei yang dilakukan di Cerrado sejak tahun 1990an menunjukkan penurunan keanekaragaman hayati seiring dengan kemajuan pertanian di sekitar Taman Nasional Emas. Spesies dengan potensi bioteknologi semakin berkurang bahkan menghilang.

Pada malam hari di Cerrado, sabana Brasil dan bioma terbesar kedua, larva kumbang klik Termitilluminans Pyrearinusyang hidup di sarang rayap, memajang lentera hijau untuk menangkap mangsa yang tertarik oleh cahaya terang.

Selama lebih dari 30 tahun ekspedisi bersama murid-muridnya ke Taman Nasional Emas dan bertani di sekitar unit konservasi di negara bagian Goiás untuk mengumpulkan spesimen, fenomena ini sangat langka, kata Vadim Viviani, profesor di Universitas Federal Ilmu Pengetahuan dan Ilmu Pengetahuan São Carlos . Pusat Teknologi untuk Keberlanjutan (CCTS-UFSCar) di Sorocaba, negara bagian São Paulo.

“Pada tahun 1990an, kami melihat banyak sarang rayap yang penuh dengan kunang-kunang dan serangga bercahaya lainnya, bahkan di daerah padang rumput. Sekarang, tebu ditanam di sebagian besar wilayah dan kami jarang melihatnya,” katanya.

Temuan Studi tentang Pengurangan Bioluminesensi

Kelangkaan tersebut merupakan salah satu temuan utama penelitian yang didukung oleh FAPESP melalui Program Penelitian Karakterisasi Keanekaragaman Hayati, Konservasi, Restorasi dan Pemanfaatan Berkelanjutan (BIOTA-FAPESP), seperti dilansir dalam artikel yang ditulis oleh Viviani dan kolaboratornya yang diterbitkan di Sejarah Masyarakat Entomologi Amerika.

Penulis kedua dari belakang artikel tersebut, Etelvino Bechara, seorang profesor di Institut Kimia Universitas São Paulo (IQ-USP), adalah penasihat tesis master dan PhD Viviani pada tahun 1990-an dan juga didukung oleh FAPESP.

Rekan penulis lainnya adalah Cleide Costa, peneliti di Museum Zoologi Universitas São Paulo (MZ-USP), dan Simone P. Rosa, ahli entomologi di Universitas Federal Itajubá (UNIFEI) di negara bagian Minas Gerais. Keduanya adalah otoritas dalam taksonomi superfamili kumbang klik Elateroidea.

Gundukan rayap bercahaya di Taman Nasional Gold, negara bagian Goiás: larva kumbang klik Pyrearinus termitilluminans menghasilkan tontonan yang kini hanya ada di taman, sebuah pulau di lautan monokultur. Kredit: Vadim Viviani

Survei mencatat 51 jenis, yang sebagian besar merupakan kunang-kunang (Lampyridae). Sisanya adalah kumbang klik (Elateridae), yang memiliki dua lentera di punggungnya, dan cacing kereta api, juga dikenal sebagai cacing bercahaya (Phengodidae), yang dapat menghasilkan cahaya dengan warna berbeda secara bersamaan.

Di Goiás, selain spesimen yang dikumpulkan di Taman Nasional Emas di kotamadya Mineiros, dan peternakan di dekatnya, para peneliti membuat katalog spesimen di Perolândia dan Campinorte. Di negara bagian Mato Grosso, survei mencakup Taman Nasional Chapada dos Guimarães dan tiga kota (Alto Garças, Novo Santo Antônio dan Rio Manso). Di Kosta Rika, sebuah kota di negara bagian Mato Grosso do Sul, mereka mengunjungi dua peternakan dan Taman Kota Air Terjun Sucuriú. Taman Nasional Emas merupakan lokasi paling produktif dengan menyediakan 35 spesies.

Para peneliti mengatakan keanekaragaman kumbang ini di sisa-sisa Cerrado dan peternakan di sekitar taman nasional telah menurun tajam selama tiga dekade terakhir, bertepatan dengan penggantian padang rumput dengan perkebunan kedelai dan tebu, serta pengurangan luas lahan Cerrado secara keseluruhan. , dan lebih khusus lagi di kawasan hutannya. kekeringan yang lebat di Cerrado dikenal sebagai cerradão.

Terjadinya gundukan rayap bercahaya di Taman Nasional Chapada dos Guimarães dilaporkan untuk pertama kalinya dalam artikel ini. Gundukan penuh larva kunang-kunang banyak dijumpai di Taman Nasional Emas dan sekitarnya. Penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh kelompok yang sama melaporkan fenomena bioluminesensi di Hutan Hujan Amazon.

Cacing Kereta Api Hilang

Pestisida dan penerangan buatan juga merupakan musuh kumbang bioluminescent. Cahaya terang yang dihasilkan manusia mencegah mereka ditemukan oleh pasangan dan berkembang biak. Secara khusus, para peneliti mencatat tidak adanya larva cacing kereta api dalam ekspedisi baru-baru ini. Serangga ini dapat memancarkan cahaya merah dan hijau secara bersamaan dan memiliki potensi bioteknologi yang signifikan.

“Kemunduran keluarga ini (Phengodidae) terlihat sangat jelas. Laki-laki dewasa tidak lagi tertarik dengan perangkap cahaya di perkebunan yang dikelilingi oleh tebu sejak tahun 2010. Selain itu, peningkatan tingkat cahaya buatan yang berasal dari pusat kota terdekat pada malam hari dapat mengancam beberapa spesies bioluminesen di Taman Nasional Gold. “Permasalahan ini perlu mendapat perhatian khusus dan pengkajian lebih lanjut,” kata Viviani.

Kepunahan spesies bioluminesen bukan hanya hilangnya keanekaragaman hayati dan jasa ekosistem yang diberikan oleh hewan-hewan ini tetapi juga hilangnya peluang teknologi dan ekonomi.

Bioluminesensi – produksi dan emisi cahaya tampak dingin oleh makhluk hidup – berguna untuk banyak proses analisis yang digunakan dalam penelitian ilmiah, kedokteran, industri, dan pengelolaan lingkungan. Cahaya dingin berarti kurang dari 20% cahaya menghasilkan radiasi termal (yaitu panas).

Bioluminesensi berasal dari oksidasi luciferin, senyawa yang ditemukan pada serangga dan hewan lain serta beberapa jamur. Proses oksidasi dikatalisis oleh enzim yang dikenal sebagai luciferases.

Selama bertahun-tahun, kelompok yang dipimpin oleh Viviani telah mengisolasi dan mengkloning luciferase dalam jumlah terbesar dibandingkan kelompok mana pun secara global. Luciferase berasal dari berbagai serangga, termasuk lalat yang menghasilkan cahaya biru.

Kumbang bercahaya menghasilkan warna seperti hijau, kuning, oranye dan merah. Luciferase mereka digunakan untuk menandai sel dan protein, misalnya.

Viviani saat ini mengoordinasikan proyek yang didukung oleh FAPESP untuk mengembangkan reagen bioluminescent untuk immunoassay, analisis lingkungan, dan bioimaging. Reagennya akan didasarkan pada luciferase dari spesies Brasil. Sebagian besar bahan-bahan tersebut saat ini masih diimpor.

“Penting untuk memahami fakta bahwa Cerrado bukan sekedar semak. Ini adalah gudang air di dalam tanah, sumber penguapan yang menghasilkan hujan, dan juga gudang besar spesies eksklusif. “Banyak hal yang bisa kita petik dari semua harta karun ini,” kata Viviani.

Referensi: “Inventarisasi dan aspek ekologi kumbang bercahaya di ekosistem Cerrado dan penurunan populasinya di sekitar Taman Nasional Emas (Brasil)” oleh Vadim R Viviani, Simone P Rosa, Rogilene A Prado, Gabriel F Pelentir, Daniel R de Souza, Raone M Reis, EJH Malang dan Pantai C, 04 Oktober 2023, Sejarah Masyarakat Entomologi Amerika.
DOI: 10.1093/aesa/saad029